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衛星數據如何促進非洲農業發展

 

國立中興大學 生物產業機電工程學系 陳加忠

 
 

原文出處:

https://www.farmersweekly.co.za/opinion/by-invitation/how-satellite-data-can-boost-agriculture/

對地觀測的使用,極大的改善了農業作業和水的獲取。世界經濟論壇發布的一份新報告詳細介紹了大地觀測利用於第四次工業革命的創新,以支持整個非洲農業的生產率增長。

非洲是一個擁有豐富多樣的環境的大洲,帶來了許多挑戰,例如獲得飲用水,快速的城市發展,森林砍伐和糧食不安全。在這些挑戰給社區帶來沉重打擊的時候,COVID-19危機又威脅著非洲經濟,阻礙了努力實現全球發展優先事項。

聯合國非洲經濟委員會報告說,經濟增長將從3.2%減緩至1.8%,使2700萬人陷入極端貧困。非洲的應對和恢復能力與瞭解人們對自然資源的影響直接相關。地球觀測數據是獲得這些資訊的基礎。第四次工業革命的一個關鍵轉變是改變了獲取和使用這些數據的方式,以支持對這些關鍵挑戰的快速反應。

使數據民主化

地球觀測為監視和管理地球的自然資源及其對人類和氣候的影響,提供了大量的衛星數據。非洲數字地球(DEAfrica)由澳大利亞政府提供部分資金,正在建立全球最大的操作平台,以存查和分析數十年來針對非洲的衛星圖像。該項目將把來自世界上地球觀測衛星免費的數據轉換成對非洲大陸環境狀況的即用型見解。

這是第四次工業革命技術如何廣泛促進社會經濟發展的一個例子。它提供意

見可用於解決廣泛的問題,包括水資源短缺,土地利用和糧食安全。即使在保守的假設下,對於非洲的影響也可能超過每年20億美元。但是要將此類經濟估算值轉變為大規模行動,將需要將數據分析作業和可進行分析的對地觀測數據,整合到商業模型和政治系統。

利用現有框架並找出差距以進行改進,將使這些數據用於應對非洲的關鍵挑戰。

一、提高農業生產力

農業是許多非洲經濟體的命脈,僱用了非洲大陸總勞動人口的40%以上,幾乎佔GDP的十分之一。然而其生產率離全球最佳作業差得很遠。當地農民經常缺少準確的資訊,例如水的可獲得性和作物的生長。

通過為非洲農業提供地球觀測數據產品,非洲有潛力每年產生高達10億美元。用地球觀測技術而產生這些經濟利益在世界其他地區已經通過證明,並適用於非洲的四個領域。其中第一個領域是節水。

非洲在全球淡水資源中的比例僅比其世界人口的比例少2%(10%比12%),但降雨分佈不均。因為非洲有86%的用水量是用於農業,而這一比例在乾旱和半乾旱地區甚至更高。主要後果是農作物產量大幅度下降。

非洲農業中浪費水的主要原因是由於高溫,儲水效率低下以及灌溉計劃不理想造成的蒸發。衛星圖像可以幫助解決此問題。結合氣象和空間明確的訓練數據以及水文模型,可以將其用於存取有關主要農作物的過去和當前狀態的資訊,以進行未來的預測。因此它可以改善灌溉前和灌溉期間的水採購和水分配,減少缺水。

即使保存假設對非洲的種植產生20%的影響,並將這種利益擴大到所有種植,結果可能是非常重要的。通過改善灌溉計劃並調整時間安排和資源分配,非洲每年可以節省1760億立方米的水,相當於減少了8.8億美元的取水成本。

非洲僅在一年內就可以實現節水,足以滿足非洲家庭八年的用水需求。

二、作物產量提高

由於產量不足,撒哈拉以南非洲經濟體每年花費300億至500億美元來進口糧食。如果國內生產不能滿足國內糧食需求,那麼在2030年非洲可能在糧食進口上花費超過1500億美元。

多項研究表明,提高農業生產率有助於增加農村收入並增加糧食供應。但是,由於缺乏了解最新技術和作業,對化學物和雜交種子的使用不足以及灌溉計劃不足,非洲許多種植業和糧食的生產力水準低於國際平均水準。

地球觀測可用於改善田間和農場等級的農作物監測,並可作為建立準確模型的基礎。該模型可識別和消除導致產量降低的因素。例如因當前天氣條件播種太晚。並關於何時灌溉做出明智的決定。

地球觀測數據還可以根據植被的覆蓋面,快速,標準化和客觀地評估農業作業的生物物理性影響。並且在最需要時採取恢復干預措施。通過最佳化播種日期,非洲可以使小麥年產量增加13.6萬噸(10%的影響),為非洲大陸經濟帶來至少3500萬美元的收益。

三、降低保險成本

保險業的主要障礙是資訊不對稱。資訊不對稱會導致道德風險並縮小該行業的增長空間。通常保險公司幾乎沒有關於其被保險農民的資訊,也沒有對他們如何經營的瞭解,也沒有對其行為的控制權。

這導致供應商承擔著巨大的風險,這反映在他們為農民設定的高額保費。

這個問題在非洲尤為重要,那裡保險普及率(平均2%)遠低於發達經濟體的門檻(6%)。衛星數據可以幫助評估作物狀況和環境風險,因此可以提高農業活動和產量的透明度。這使公司能夠開發基於指數的保險產品。地球觀測數據還可以用於開發演算法,以評估農民的信譽,從而能夠獲取資源以改善生產。

據估計,在非洲以提高透明度的基礎上,開發可持續金融產品將降低成本,並幫助制定新的量身定制的解決方案,使農民節省2000萬美元的保費,並至少擴大2500萬美元的保險市場。

此外,如果農民獲得了適當的保險,他們可以在遭受災難的情況下更有效地重建,而不必冒險失去其主要收入來源。

四、減少農藥使用

儘管在農藥有許多好處,例如提高生產力。但農藥可能對公共衛生和環境造成嚴重後果。通過實施最佳做法並防止疾病傳播,可以減少農藥的使用。

地球觀測數據在建立監測疾病演變和昆蟲大量運動的發展模型方面可發揮重要作用。這樣的模型對於預測這些現象的擴散程度和範圍,集中和限制農藥干預,而不是只有藉助基礎廣泛的噴霧運動。